2014塔吊基础计算

1、塔吊基础方案工程概况1、本工程位于佛山市顺德区北滘镇， 地块南临美的工业区， 西为本项目一期工程（已完成）， 东临工业大道，北边为中发西路，地块呈长方形面积 4436.71 m2，由12#、13#、15#、16#、 18#、19#住宅楼及两层地下车库组成。2、因地块面积较大，根据塔吊平面布置应最大程度满足施工区域吊装需要，尽可能减少吊装盲区的原则，以及地下室工程施工中能充分利用塔吊来满足施工需要，按照施工组织总设计要求拟搭设3台附墙式塔吊，其中 QTZ80B （工作幅度60M，额定起重力矩800KN.M ） 2台，QTZ80A （工作幅度55M，额定起重力矩 800KN.M ） 1台，平面位置

2、详附图。3、拟建建筑物高度及层数建筑物楼号121315161819层数（层）121212121212建筑物高度（m ）42.9542.9542.9542.9542.9542.954、 根据建筑物高度，1#塔吊位于13#楼北侧位置，搭设高度为 60M ; 2#塔吊位于16#楼 南侧位置，搭设高度为55M ; 3#塔吊位于19#楼东侧位置，搭设高度为60M，设水平限位装置；其中 1#、2#塔吊为 QTZ80B , 3#塔吊为 QTZ80A。5、塔吊应在土方开挖后安装，故采用型钢格构式非塔吊标准节插入钻孔灌注桩内，以保障塔吊安全、稳定和牢固可靠，且不妨碍地下室顶板混凝土的整体浇筑施工，有利于加快施工

3、 进度和确保工程质量。6、本工程采用钻孔灌注桩筏板基础，基坑底标高为-96000、本工程土 0.000相当于绝对标高2.800 M，自然地坪标高相对于绝对标高+30 CM。7、根据本工程地质勘察报告，各土层极限摩阻力、端阻力标准值指标见下表:层号土层名称埋深 (m )相对标高(m )钻孔灌注桩抗拔系数(入)Fs(KPa)Fp(KPa)灰色砂质粉土夹粉质粘土13-14.45150.6灰色粉质粘土14-15.45150.6©灰色粘土21-22.45200.651-1灰色粉质粘土26.5-27.95350.651-2暗绿色粘土30-31.45559000.6©草黄色砂质粉土34-

4、35.457018000.6灰黄色粉质粘土36-37.45500.6©草黄灰色粉砂47-48.457525000.5©灰色粉质粘土夹粉砂53-54.45450.6©灰色粉砂夹粉质粘土65-66.457520000.582灰色粉砂75-76.458025000.5©灰色中粗砂100-101.459030000.58、塔式起重机主要技术性能表塔吊型号QTZ80BQTZ80A序号载荷名称单位数量单位数量1基础所受的垂直荷载KN587KN5112基础所受的水平何载KN62KN723基础所受的倾翻力矩KN.M1642KN.M12424基础所受的扭矩KN.M310K

5、N.M3485独立式整机重T40.83T6平衡重T13.92T14.27工作幅度M60M558最大起重量T8T69末端起重量T1T1.210额疋起重力矩KN.M800KN.M80011塔身截面M1.8 X1.8M1.6 X1.612曰、1 土口 -rr甘心独立式M47M4013最人起升冋度附着式M160M14014装机总容量KW48KWKW二、塔吊布置原则本工程作业面积大，综合考虑塔吊的作用半径、起吊重量、基础工程桩位布置、围檩支撑结构设计、房屋结构设计、经济性比较后，作出以下布置原则。1. 塔吊布置在基坑内2. 塔吊共3台，55m 臂1台，60m 臂2台3. 塔吊选型：市沪淞建筑机械厂有限公

6、司生产的QTZ80A （ 5512 ）及QTZ80B （ 6010）塔吊。4. 具体位置详见塔吊平面布置图5. 因塔吊布置在基坑内，考虑到土方开挖后安装困难。并为兼顾土方开挖垂直运输，塔吊 需在基础开挖前投入正常使用。6. 塔吊桩基础采用钻孔灌注桩7. 桩上部钢支柱采用 H型钢，上端标高-0.50m8. 塔吊基础采用 C30水下混凝土，800钻孔灌注桩，上部 H型钢格构非标准节插入桩内 2500 。塔吊标准节与型钢格构用高强度螺栓和盖板焊接连接固定。详见附图计算依据1.地基基础设计规范DGJ08-11-19992.建筑桩技术规范JGJ94-943.混凝土结构设计规范GB50010-20024.

7、建筑结构焊接规程JGJ80-915.建筑结构设计荷载规范GB50009-20016.沪淞 建筑机械厂有限公司的QTZ80A 、 80B 塔式起重机的使用说明书7.本工程平面图、结构图、围檩支撑图四、塔吊分项参数计算塔吊是施工场地最重要的施工机械之一，其使用贯穿了整个工程。在这过程中间隔时间长， 不可预见性因素多， 为确保塔吊的安全， 以下计算都按极限苛刻条件下能保证塔吊正 常工作计算。即：塔吊设置在最大开挖深度处；型钢柱与混凝土灌注桩连接按光滑面锚固。计算详值见计算表格）1. 基础竖向极限承载力计算F=F1+ F2F 基础竖向极限承载力knF1塔吊自重（包括压重）knF2最大起吊重量kn2.

8、单桩抗压承载力、抗拔力计算桩顶竖向力的计算 （依据建筑桩技术规范JGJ94-94 的第 5.1.1 条 )M乜Z± L4（等绘士占(“+计算结果为抗压,-”为抗拔）其中 Ni单桩桩顶竖向力设计值kNn 单桩个数，n=4 ;F作用于桩基承台顶面的竖向力设计值TG塔吊基础重量KNMx,My承台底面的弯矩设计值kN.mxi,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离mM塔吊的倾覆力矩kN.m3. 桩长以及桩径计算桩采用钻孔灌注桩Rk 实际=f pAp+U pXfsli>R = N i x JUp= nd其中 Rk实际实际钻孔灌注桩承载能力KNf pAp桩端面承载能力KNUp Efsli 桩

9、侧摩擦阻力总和KNR单桩轴向承力安全值KNJ1桩安全系数取2d桩直径m4. 桩抗拔验算Qk = A_Rk 实际5. 桩配筋计算桩身配筋率可取 0.20%0.65% (计算取上限0.65 %)，抗压主筋不应少于 610，箍 筋采用不少于6300mm 的螺旋箍筋，在桩顶 5倍桩身直径范围内箍筋6100mm,每隔2m设一道212焊接加强箍筋。As = S桩截面X配筋率n = 4As/ (n)其中n竖筋根数根As 钢筋总截面积m一一竖筋直径m6. 桩上部钢支柱计算钢支柱采用 h Xb xtw xt = 350 X350 X12 X19 , H 型钢。A = hb- (b-tw ) ( h-2t )=

10、0.017 m单柱验算1) 四柱整体验算A 总=4A截面惯性矩Iz回转半径i=( Iz/A总)0.5构架长细比fy235Iz i =( Iz/A ) 0.5井架长细比2157. 钢支柱上部螺栓紧固水平钢板抗拔计算H型钢上部螺栓紧固水平钢板采用500 X500厚20 , Q235钢板，采用电焊与下部H型钢焊接，焊接高度不小于6mm。1）焊接强度验算N w fi1600Iwtd焊接强度N 轴心最大拔力，等于塔吊拔力l w 焊缝长度等于 4478 MMf1w 焊缝的抗拉抗压强度设计值，Q235等于1608. 缀条计算缀条采用12#槽钢截面面积 A = 0.0015700 m2V = V1+V2VI

11、塔吊水平力引起应力V1 = F4/2F4塔吊水平力V2 塔吊扭矩引起应力V2 = MN/2 (D X1.414 )MN塔吊扭矩D桩间距fv>V/Afv 槽钢的抗剪强度，厚度小于16mm，取125A 槽钢截面积9. 螺栓计算采用30高强度螺栓，每肢2颗A 总=ttD2(t=N 拔/ A 总 <295螺栓抗剪验算T=Mn A 总 / ( 2 X桩间距 /1.414 ) <fv=170KN/mm210. 桩水平力验算m试验，采用规范提供的经验值由于地质报告未进行桩侧土水平抗力系数的比例系数如下表所示。取 8MN/m 4。序号土的 分 类m (MN/m4 )1流塑粘性土 IL >

12、; 1、淤泥352软塑粘性土 1 > IL > 0.5、粉砂5103硬塑粘性土 0.5 > IL > 0、细砂、中砂10 204坚硬、半坚硬粘性土 IL V 0、粗砂20 305砾砂、角砾、圆砾、碎石、卵石30 806密实粗砂夹卵石，密实漂卵石80 1201)基本资料:桩类型：桩身配筋率P g V 0.65%的灌注桩桩顶约束情况：铰接、自由截面类型：圆形截面桩身直径d = 800mm混凝土强度等级C30 Ft = 1.50N/mmEc = 30000N/mm桩身纵筋 As = 3267mm净保护层厚度 c = 50mm钢筋弹性模量 Es = 200000N/mm桩入土深

13、度 h = 23.000m桩侧土水平抗力系数的比例系数m = 8MN/m4桩顶竖向力 N = 1000.0kN设计时执行的规范：建筑桩基技术规范(JGJ 94 94 )以下简称 桩基规范2)单桩水平承载力设计值计算：、桩身配筋率pg :pg = As / ( n X d 2 / 4) = 3267/( n>800 2/4) = 0.65%(2) 、桩身换算截面受拉边缘的表面模量Wo :扣除保护层的桩直径do = d - 2 X c = 800-2 X50 = 700mm钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值aE = Es / Ec = 200000/30000= 6.667Wo = n X

14、d / 32 X d 2 + 2 X (aE - 1) X pg X do 2= nX0.800/32 X0.800 2+2 x(6.667-1) X0.65% X0.700 2 = 0.053m(3) 、桩身换算截面积An :An = n X d 2 / 4 X 1 + ( aE - 1) X pg0.52mnX0.800 2/4 X1+(6.667-1)X0.65%(4) 、桩身抗弯刚度El:桩身换算截面惯性距Io = Wo X d / 2 = 0.053 X0.800/2= 0.0212m4对于钢筋混凝土桩，El = 0.85 X Ec X IoEl = 0.85 X30000 X100

15、0 X0.0212 = 541622.927kN/m(5) 、桩的水平变形系数a按下式确定：a = (m X bo / EI) 1 / 5 (桩基规范 5.4.5 )对于圆形桩，当直径 d < 1m 时，bo = 0.9 X (1.5 X d + 0.5)bo = 0.9 X(1.5 X0.800+0.5)= 1.530ma = (8000 X1.530/541622.927)1/5 = 0.4686(1/m )(6) 、桩顶(身)最大弯矩系数vm :桩的换算埋深 讪 =0.4686 X25.000= 11.715查桩基规范表 得：vm = 0.768(7) 、其余参数：桩截面模量塑性系

16、数Ym = 2.00(圆形截面)桩顶竖向力影响系数ZN = 0.5(竖向压力)(8) 、单桩水平承载力设计值Rh :对于桩身配筋率P g V 0.65%的灌注桩，可按下列公式计算单桩水平承载力设计值Rh = a XTmX ft X Wo /vmX (1.25 + 22 Xpg)X (1 ±ZNX N /ym/ ft / An)(桩基规范 5.4.2-1 )=0.469 X2 X1500 X0.053/0.768 X(1.25+22 X0.65%) X(1+0.5 X 1000.0/2/1500/0.52)=178.7kN四桩水平承载力=4 x178.7kN = 714.8 kN>

17、;62KN11、QTZ80B塔式起重机基础计算表符号意义公式单位计算值钻孔灌注桩计算G桩上部钢支架总重KN60.0m标准节重KN9.3b标准节边长M1.8N标准节数量节20.0F1塔吊自重（包括平衡重）KN587.0F2最大起吊重量KN80.0F3标准节总重KN186.0Mn基础承受扭矩F3=m XNKN.m310.0M倾覆力矩KN.m1642.0F4水平荷载KN62.0钻孔灌注桩桩顶标高m-9.05E1桩安全系数取2.0d桩直径m0.80D桩间距D=9d/4m1.800l取桩有效长度（最大开挖深度至桩 底）m23Ni单桩承力设计值KN1177.090N拔抗拔力设计值*2?； AKN-629.

18、290R单桩轴向承力安全值KN2354.181Up 刀 qsili桩侧总极限摩擦阻力KN1666.301qpAp桩端点极限承载力KN904.779Rk实际取桩长度后实际承载力Rk 实际=fpAp+Up EfsliKN2571.079符合Qk取桩长度后实际抗拔力Qk =RkKN1542.648满足桩配筋计算根据桩径按内插法计算工程桩桩身配筋率（0.20%0.65%）取0.65%As截面钢筋面积m20.003267竖筋直径mm20.000n竖筋数量n=4As/ （n2）根10.4箍筋取8200mm 的螺旋箍筋桩上部钢立柱计算H型钢规格350 X350 X12 X1930H桩顶到钢构件上端长度m9.

19、9A横截面面积m20.017I合四根立柱组合极惯性距外部参照CAD自动计算m40.056284I单柱单柱极惯性矩外部参照CAD自动计算m40.000068i合四根立柱组合回转半径i=(l/4A)0.5M0.908611i单柱单柱回转半径i=(l/A)0.50.062942入合四根立柱组合长细比X=H/i10.840724© =0984入单柱单柱长细比X=H/i123.831576© =0848b合最大应力b=Ni/A ©N/mm270.184816满足b单柱最大应力b=Ni/A ©N/mm281.441满足钢构件插入桩深度（不计钢柱顶端阻力）T钢筋和混凝

20、土的粘结应力（光面钢筋取1.53.5）kN/m21.5E+03d型钢等截面圆钢直径m0.147h插入桩长度h=Ni/ (TXn 冰)m1.696型钢上部水平钢板焊接强度验算b焊接强度Nw口 f1180N/mm223.422满足N塔吊拔力N629290.319lw焊缝长度mm4478.000t焊缝高度，等于6mm6.000缀条计验算规格C12槽钢面积（A）mm21570V1塔吊水平力引起剪力V1 = F4/2KN31.000V2扭矩引起的剪力V2 = Mn/2 ( DX1.414 )KN60.899V水平力和扭矩组合作用剪力V = V1+V2KN91.899fv槽钢抗剪强度fv>V/AN/

21、mm258.534满足螺栓计算塔吊每肢螺栓数颗3d螺栓直径mm30A螺栓截面积m m22121b螺栓应力b=N 拔/AN/mm2297满足T剪力T=Mn/ ( 2 XDX1.414 ) /AN/m28.718满足12、QTZ80A塔式起重机基础计算表符号意义公式单位计算值钻孔灌注桩计算G桩上部钢支架总重KN60.0m标准节重KN9.3b标准节边长M1.6N标准节数量节20.0F1塔吊自重（包括平衡重）KN587.0F2最大起吊重量KN60.0F3标准节总重KN186.0Mn基础承受扭矩F3=m XNKN.m348.0M倾覆力矩KN.m1242.0F4水平荷载KN72.0钻孔灌注桩桩顶标高m-9

22、.05E1桩安全系数取2.0d桩直径m0.80D桩间距D=2dm1.600l取桩有效长度（最大开挖深度 至桩底）m23Ni单桩承力设计值科-1-2i M (壬脊KN1036.464N拔抗拔力设计值F中&J/ v 虬曲jy；=L2>KN-500.664R单桩轴向承力安全值KN2072.929Up 刀 qsili桩侧总极限摩擦阻力KN1666.301qpAp桩端点极限承载力KN904.779Rk实际取桩长度后实际承载力Rk 实际=fpAp+Up EfsliKN2571.079符合Qk取桩长度后实际抗拔力Qk =MRkKN1542.648满足桩配筋计算根据桩径按内插法计算工程桩桩身配筋

23、率（0.20%0.65%）取0.65%As截面钢筋面积m20.003267竖筋直径mm20.000n竖筋数量n=4As/ (nC2)根10.4箍筋取8200mm 的螺旋箍筋桩上部钢立柱计算H型钢规格350 X350 X12 X1930H桩顶到钢构件上端长度m9.9A横截面面积m20.017I合四根立柱组合极惯性距外部参照CAD自动计算m40.044694I单柱单柱极惯性矩外部参照CAD自动计算m40.000675i合四根立柱组合回转半径i=(l/4A)0.5M0.809675i单柱单柱回转半径i=(l/A)0.50.199039入合四根立柱组合长细比X=H/i12.165374© =

24、0.978入单柱单柱长细比X=H/i7.536206© =0.99b合最大应力b=Ni/A ©N/mm262.179037满足b单柱最大应力b=Ni/A ©N/mm261.425满足钢构件插入桩深度（不计钢柱顶端阻力）T钢筋和混凝土的粘结应力（光面钢筋取1.53.5）kN/m21.5E+03d型钢等截面圆钢直径m0.147h插入桩长度h=Ni/ (TXn冰)m1.493型钢上部水平钢板焊接强度验算b焊接强度Nwf1180l wtN/mm218.634满足N塔吊拔力N500664.356lw焊缝长度mm4478.000t焊缝高度，等于6mm6.000缀条计验算规格C12槽钢面积（A）mm21570V1塔吊水平力引起剪力V1 = F4/2KN36.000V2扭矩引起的剪力V2 = Mn/2 ( D X1.414 )KN76.909V水平力和扭矩组合作用剪力V = V